概念
複分解反應是重要的四種基本化學反應類型之一,同時它也是酸、堿、鹽相互反應的核心内容。
即:AB+CD=AD+CB
生成物中有沉澱或有氣體或有弱電解質。這是能夠觀察到的宏觀現象,生成沉澱、氣體或弱電解質都會使溶液中離子濃度減小,反應沿着正向進行。複分解反應的特點:化合物反應物與生成物均為化合物;相交換,反應物相互交換成分;價不變,反應物,生成物的化合價都不變。
實質
從宏觀角度來說,反應能否發生是有特定條件的。對生成物而言,兩種化合物之間進行成分交換後生成的另外兩種化合物中必有弱電解質、氣體或沉澱;對反應物而言,當反應物中沒有酸時,反應物要均可溶于水時反應才能發生。
依據概念和反應條件進行微觀探析:複分解反應隻是兩種化合物之間相互交換離子成分,反應前反應物中各離子是以一定比例共存的,在反應前後各元素化合價不變,離子種類和個數不變,但随反應的持續發生,溶液中自由移動的離子濃度不斷減小。 即複分解反應是電解質在溶液中發生的離子間相互反應。當溶液中存在的某些離子能互相結合而使其濃度迅速減小的話,那麼離子就向減小離子濃度的方向進行。
發生條件
複分解反應共可以分為以下五種類型,實質上,除了對生成物有要求外,複分解反應的發生對反應物也有一定的要求,即當反應物中沒有酸時,反應物要均可溶于水,現歸納對比如下:
①酸+金屬氧化物→鹽+水
②酸+堿→鹽+水
③酸+鹽→新酸+ 新鹽
④堿+鹽→新堿+ 新鹽(反應物要均可溶于水)
⑤鹽+鹽→新鹽+ 新鹽(反應物要均可溶于水)
複分解反應能夠發生的三個條件(即生成物中有沉澱或有氣體或有弱電解質),長期以來有效地指導了科學實驗和生産實踐。通過實踐表明:反應中因溫差或濃度的原因能析出一種物質或複鹽,複分解反應也能發生。
複分解反應不僅僅發生在酸堿鹽中,在有機化學中也有複分解反應的應用,2005年諾貝爾化學獎授予了三位科學家,以表彰他們在烯烴複分解反應研究方面所取得的成績。這三位科學家分别是法國石油學院的伊夫.肖萬、美國麻省理工學院的羅伯特.格拉布和加利福尼亞州加州理工學院的理查德.施羅克。他們發現了烯烴複分解反應的“交換舞伴”的肖萬機理,即:烯烴複分解反應是金屬卡賓化合物的催化作用下,烯烴裡的碳碳雙鍵被拆散、交換、重組,形成新分子的過程。
示例
複分解反應是指由兩種化合物互相交換成分,生成另外兩種化合物的反應。複分解反應主要是酸、堿、鹽之間發生的化學反應,某些金屬氧化物跟酸也能發生複分解反應。即
AB+CD=AD+CB
(1)酸與堿的中和反應。例如:
HCI+NaOH=NaCl+H2O
H2SO4+2KOH=K2SO4+2H2O
(2)堿與鹽反應生成另一種堿和另一種鹽。例如:
2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2 ↓+Na2SO4
3KOH+FeCl3=3KCI+Fe(OH)3 ↓
(3)酸與鹽反應生成另一種酸和另一種鹽。例如:
BaCl2+H2SO4=BaSO4↓+2HCI
(4)鹽與鹽反應生成另兩種新鹽。例如:
AgNO3+NaCI=AgCl ↓+NaNO3
BaCl2+Na2SO4=BaSO4 ↓+2NaCl
可見,中和反應一定是複分解反應,但複分解反應不一定是中和反應。
應用
熟練掌握部分酸堿鹽的溶解性,可據此快速判斷一個複分解反應能否發生。在實際應用中,溶解性表包括的物質較多,單純記憶其溶解性就顯得比較混亂。但隻要将其歸類,并找出表中的異同之處,編成口訣,那麼,溶解性表的工具使用就會被很好的體現,且用途廣泛。
(注:此為20℃的情況。“溶”表示那種物質可溶于水,“不”表示不溶于水,“微”表示微溶于水,“揮”表示揮發性,“-”表示那種物質不存在或遇到水就分解了)
溶解性表口訣1:
鉀鈉铵鹽硝酸鹽,均可溶于水中間。
硫酸鹽中鋇不溶,氯化鹽中銀不溶。
碳酸鉀鈉铵鹽溶,氫氧鉀鈉鈣鋇溶。
溶解性表口訣2:
酸除矽酸全可溶,堿溶鉀鈉铵鋇鈣。
鉀鈉铵鹽硝酸鹽,全部溶解不困難。
氯化銀和硫酸鋇,兩種沉澱記心間。
碳酸鹽除鉀鈉铵,其餘皆不溶于水。